博雅闻道2023届高三1月高考适应性调研考试物理试题

博雅闻道2023届高三1月高考适应性调研考试物理试题

考生请注意：

1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。

3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、吊兰是常养的植物盆栽之一，如图所示是悬挂的吊兰盆栽，四条等长的轻绳与竖直方向夹角均为30°，花盆总质量为2kg，取g=10m/s2，则每根轻绳的弹力大小为（　　）

A．5N B． C．10N D．20N

2、一试探电荷在电场中自A点由静止释放后，仅在电场力的作用下能经过B点。若、分別表示A、B两点的电势，EA、EB分别表示试探电荷在A、B两点的电势能，则下列说法正确的是(     )

A．> B．EA > EB

C．电势降低的方向就是场强的方向 D．电荷在电势越低的位置其电勢能也越小

3、如图所示，重型自卸车装载一巨型石块，当利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下．以下说法正确的是（　　）

A．石块没有下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块对车厢的压力不变

B．石块没有下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块对车厢的摩擦力变大

C．石块开始下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块对车厢的作用力变大

D．石块开始下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块受到的合力不变

4、米歇尔•麦耶和迪迪埃•奎洛兹因为发现了第一颗太阳系外行星﹣飞马座51b而获得2019年诺贝尔物理学奖。飞马座51b与恒星相距为L，构成双星系统（如图所示），它们绕共同的圆心O做匀速圆周运动。设它们的质量分别为m1、m2且（m1＜m2），已知万有引力常量为G．则下列说法正确的是（  ）

A．飞马座51b与恒星运动具有相同的线速度

B．飞马座51b与恒星运动所受到的向心力之比为m1：m2

C．飞马座51b与恒星运动轨道的半径之比为m2：m1

D．飞马座51b与恒星运动周期之比为m1：m2

5、在人类太空征服史中，让人类遗憾的是“太空加油站”的缺乏。当通信卫星轨道校正能源耗尽的时候，它的生命就走到了尽头，有很多成了太空垃圾。如今“轨道康复者”是救助此类卫星的新型太空航天器，图甲是“轨道康复者”航天器在给太空中“垃圾”卫星补充能源，可简化为图乙所示的模型，让“轨道康复者”N对已偏离原来正常工作轨道的卫星M进行校正，则（　　）

A．“轨道康复者”N从图乙所示轨道上加速，与卫星M对接补充能源后开动M上的小发动机向前喷气，能校正卫星M到较低的轨道运行

B．让M降低到N所在轨道上，补充能源后再开启卫星M上的小发动机校正

C．在图乙中M的动能一定小于N的动能

D．在图乙中，M、N和地球球心三者不可能处在同一直线上

6、如图所示，倾角为的斜面体A置于粗糙水平面上，物块B置于斜面上，已知A、B的质量分别为M、m，它们之间的动摩擦因数为。现给B一平行于斜面向下的恒定的推力F，使B沿斜面向下运动，A始终处于静止状态，则下列说法中不正确的是（　　）

A．无论F的大小如何，B一定加速下滑

B．物体A对水平面的压力

C．B运动的加速度大小为

D．水平面对A一定没有摩擦力

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、在星球M上一轻弹簧竖直固定于水平桌面，物体P轻放在弹簧上由静止释放，其加速度a与弹簧压缩量x的关系如图P线所示。另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样过程，其加速度a与弹簧压缩量x的关系如Q线所示，下列说法正确的是（　　）

A．同一物体在M星球表面与在N星球表面重力大小之比为3：1

B．物体P、Q的质量之比是6：1

C．M星球上物体R由静止开始做加速度为3a0的匀加速直线运动，通过位移x0时的速度为

D．图中P、Q下落的最大速度之比为

8、下列说法中正确的是（  ）

A．分子运动的平均速率可能为零，瞬时速度不可能为零

B．液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引

C．空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示

D．有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体

E.随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小

9、如图甲所示，A、B两平行金属板长为，两板间加如图乙所示的方波电压（图中所标数据均为已知量），质量为m、电荷量为q的带电粒子从两板中线左端O点在t=0时刻以的速度平行金属板射入两板间，结果粒子在上板右端边缘附近射出，不计粒子的重力，则

A．粒子带正电

B．粒子从板间射出时的速度大小仍等于

C．两金属板的距离为

D．要使粒子仍沿中线射出，粒子从O点射入的时刻为,

10、如图，条形磁铁在固定的水平闭合导体圆环正上方，从离地面高h处由静止开始下落，下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过，最后落在水平地面上。条形磁铁A、B两端经过线圈平面时的速度分别为v1、v2，线圈中的感应电流分别为I1、I2，电流的瞬时功率分别为P1、P2.不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．从上往下看，I2的方向为顺时针

B．I1：I2=v1：v2

C．P1：P2=v1：v2

D．磁铁落地时的速率为

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）某实验小组做“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示，图中A为铁架台，B，C是用细线连接的两个物块，D为固定在物块C上的细遮光条（质量可忽略不计），E为固定在铁架台上的轻质定滑轮，F为光电门，实验步骤如下：

①用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，用天平分别称出物块B、C的质量分别为和，用跨过定滑轮的细线连接物块B和C；

②在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门之间的高度差h；

③将物块C从位置O由静止释放，C加速下降，B加速上升；

④记录遮光条D通过光电门的时间t。

依据以上步骤，回答以下问题：

（1）该实验的研究对象是__________填“B”或“C”或“B、C组成的系统”）；

（2）从物块C由静止释放到其经过光电门的过程中，研究对象的动能增加量______，研究对象的重力势能减少量________（用实验中测量的量表示，重力加速度为g）。

12．（12分）兴趣课上老师给出了一个质量为m的钩码、一部手机和一个卷尺，他要求王敏和李明两同学估测手上抛钩码所做的功。两同学思考后做了如下操作：

(1)他们先用卷尺测出二楼平台到地面的距离h，王敏在二楼平台边缘把钩码由静止释放，同时李明站在地面上用手机秒表功能测出钩码从释放到落到地面的时间t0，在忽略空气阻力的条件下，当地的重力加速度的大小可以粗略的表示为g=______（用h和t0表示）；

(2)两同学站在水平地面上，李明把钩码竖直向上抛出，王敏用手机的秒表功能测出钩码从抛出点到落回抛出点的时间。两同学练习几次，配合默契后某次李明把钩码竖直向上抛出，同时王敏用手机的秒表功能测出钩码从抛出点到落回抛出点的时间t，在忽略空气阻力的条件下，该次李明用手上抛钩码所做的功可以粗略地表示为W=_____（用m、h、t0和t表示）。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）热等静压设备广泛用于材料加工，该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料进行加工处理，改变其性能，一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积，腔颅腔抽真空后，在室温下用压缩机将多瓶氩气压入到炉腔中，使得炉腔中气体在室温下的压强至少为，已知每瓶氩气的容积，使用前瓶中气体压强，使用后瓶中剩余气体压强；室温为，加压后的氩气可视为理想气体。

(1)求至少要准备的氩气瓶数；

(2)若将炉腔中气体在室温下的压强增大至后，用升高温度的方法继续使炉腔内压强增加到，求此时炉腔中气体的温度。

14．（16分）如图所示，有一玻璃做成的工件，上半部分是半径为的半球体，球心为。下半部分是半径为，高的圆柱体。圆柱体底面是一层发光面。发光面向上竖直发出平行于中心轴的光线，有些光线能够从上半部的球面射出（不考虑半球的内表面反射后的光线）。已知从球面射出的光线对应的入射光线间的最大距离为。（取，）

(1)求该玻璃工件的折射率；

(2)求从发射面发出的光线中入射角都为的入射光线经球面折射后交于中心轴的交点离发光面中心的距离。

15．（12分）在地面上方足够高的地方，存在一个高度d＝0.5m的“相互作用区域”(下图中画有虚线的部分)．一个小圆环A套在一根均匀直杆B上，A和B的质量均为m，若它们之间发生相对滑动时，会产生Ff＝0.5mg的摩擦力。开始时A处于B的最下端，B竖直放置，A距“相互作用区域”的高度h＝0.8m，让A和B一起从静止开始下落，只要A处于“相互作用区域”就会受到竖直向上、大小F＝3mg的恒力作用，而“相互作用区域”对处于其中的杆B不产生作用力。杆B在下落过程中始终保持竖直，且杆的长度能够保证圆环A与杆不会分离。不计空气阻力，取g＝10 m/s2.求：

(1)杆B的最下端刚进人“相互作用区域”时的速度大小；

(2)圆环A通过“相互作用区域”所用的时间；

(3)为保证圆环A在空中运动过程中始终与杆不会分离，杆的最小长度。

参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、B

【解析】
根据对称性可知，每根绳的拉力大小相等，设每根绳的拉力大小为F。

在竖直方向由平衡条件得：

4Fcos30°=G

解得：

F=N。

A．5N，与结论不相符，选项A错误；

B．，与结论相符，选项B正确；

C．10N，与结论不相符，选项C错误；

D．20N，与结论不相符，选项D错误；

2、B

【解析】
A．当试探电荷带正电时，，当试探电荷带负电时，由于试探电荷所带电荷性质未知，故A错误；

B．因试探电荷由静止释放，只在电场力作用下能从A运动到B，故无论带何种电荷，电场力总对电荷做正功，电荷的电势能一定减小，故B正确；

C．电势降落最快的方向是场强的方向，故C错误；

D．负电荷在电势越低的位置电势能越高，故D错误。

故选B。

3、B

【解析】
AB．货物处于平衡状态，则有：mgsinθ=f，N=mgcosθ，θ增大时，支持力FN逐渐减小，静摩擦力Ff增大．由牛顿第三定律可知，石块对车厢的压力会减小．故A错误，B正确；

CD．石块开始下滑时受力近似平衡，自卸车车厢倾角变大，石块向下做加速运动，且加速度随角度增大而增大，石块受到的合外力变大；石块对车厢的正压力和摩擦力均减小，可知石块对车厢的作用力变小，故CD错误．

4、C

【解析】
BD．双星系统属于同轴转动的模型，具有相同的角速度和周期，两者之间的万有引力提供向心力，故两者向心力相同，故BD错误；

C．根据＝，则半径之比等于质量反比，飞马座51b与恒星运动轨道的半径之比，即r1：r2＝m2：m1，故C正确；

A．线速度之比等于半径之比，即v1：v2＝m1：m2，故A错误。

故选C.

5、A

【解析】
A．开动M上的小发动机向前喷气，可使卫星M减速，速度减小，所需的向心力减小，卫星M做向心运动，则能校正卫星M到较低的轨道运行，故A正确；

B．让M降低到N所在轨道上，补充能源后再开启卫星M上的小发动机，可使卫星M减速，速度减小，所需的向心力减小，卫星M做向心力运动，则卫星M会在更低的轨道运动，故B错误；

C．由于不知道M、N的质量，所以无法比较两者的动能，故C错误；

D．由

可得

可知

N的角速度比M的大，所以M、N和地球球心三者可能处在同一直线上，故D错误。

故选A。

6、B

【解析】
AC．因A、B间的动摩擦因数为，即

则施加平行于斜面的力F后，由牛顿第二定律有

联立可得

即无论F的大小如何，B一定加速下滑，故AC正确，不符题意；

B．对斜面受力分析，如图所示

由竖直方向的平衡有

联立可得

故B错误，符合题意；

D．对斜面在水平方向的力有关系式

故水平面无相对运动趋势，水平面对斜面无摩擦力，故D正确,不符题意。

本题选不正确的故选B。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、AD

【解析】
A．分析图象可知，弹簧压缩量为零时，物体只受重力作用，加速度为重力加速度，则物体在M星球表面的重力加速度：，在N星球表面的重力加速度：，则同一物体在M星球表面与在N星球表面重力大小之比为3：1，故A正确；

B．分析物体的受力情况，加速度为零时，重力和弹簧弹力平衡，根据平衡条件可得

，

解得

故B错误；

C．M星球上，物体R由静止开始做匀加速直线运动，加速度为3a0，通过位移x0，根据速度—位移公式

可知速度为，故C错误；

D．根据动能定理可知，合外力做功等于动能变化，即

根据图象的面积可得

，

动能之比

结合前面的分析则最大速度之比

故D正确。

故选AD。

8、BDE

【解析】
A．分子做永不停息的做无规则运动，其平均速率不可能为零，而瞬时速度可能为零，故A错误；

B．表面张力的微观解释为液体表面层的分子间距较大，表现为引力，故B正确；

C．空气绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示，故C错误；

D．晶体具有规则的几何形状，有一定的熔点，物理性质表现为各向异性，非晶体则没有规则的几何形状，没有一定的熔点，物理性质表现为各向同性，二者在一定的条件下可以相互转化，例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝结的水晶（即石英玻璃）就是非晶体，故D正确；

E．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，当分子距离小于r0时，分子力为斥力，距离增大时分子斥力做正功，分子势能减小；当分子距离大于r0时，分子力为引力，距离增大时分子引力做负功，分子势能增大，故E正确。

故选BDE。

9、BC

【解析】
A．由于粒子射入两板间的速度，因此粒子穿过两板的时间为，粒子从t

=0时刻射入两板间，结果粒子在上板右端附近射出，说明粒子射入两板间后，在竖直方向开始受到的电场力向上，由于开始时为正，上板带正电，表明粒子带负电，选项A错误；

B．从t=0时刻开始，在一个周期内，粒子在垂直于金属板方向上先做初速度为零的匀加速运动后做匀减速运动到速度为零，因此粒子从板间射出时速度大小仍等于，选项B正确；

C．两板间的电场强度，粒子的加速度

则

求得

选项C正确；

D．要使粒子仍沿中线射出，则粒子从O点射入的时刻，n=0，1，2……，选项D错误；

故选BC.

10、AB

【解析】
A．条形磁铁B端经过线圈平面时，穿过线圈的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，从上往下看，I2的方向为顺时针，选项A正确；

BC．条形磁铁AB端经过线圈平面时磁感应强度相同，根据E=BLv以及可知

I1：I2=v1：v2

根据P=I2R可知电流的瞬时功率之比为

选项B正确，C错误；

D．若磁铁自由下落，则落地的速度为；而由于磁铁下落过程中有电能产生，机械能减小，则磁铁落地时的速率小于，选项D错误。

故选AB。

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、B、C 组成的系统           

【解析】
(1)[1]实验中要验证机械能守恒，只有以B、C 组成的系统为研究对象，才只有重力做功，机械能才守恒，故该实验的研究对象是B、C 组成的系统。

(2)[2]因为遮光条的宽度为，故物块C通过光电门的速度可近似等于通过d的平均速度，即

所以从物块C由静止释放到其经过光电门的过程中，B、C组成的系统动能增加量

[3]从物块C由静止释放到其经过光电门的过程中，物块C下降h，物块B上升h，故B、C 组成的系统重力势能该变量为

12、       

【解析】
(1)[1]在忽略空气阻力的条件下，钩码做自由落体运动，有，解得

(2)[2]在忽略空气阻力的条件下，钩码上抛做竖直上抛运动，上升时间与下落时间相等，即

抛出的初速度v0=gt下，根据动能定理可知，该次李明用手上抛钩码所做的功可以粗略地表示为

联立解得

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、 (1)11瓶；(2)

【解析】
(1)设炉腔内压强为的氩气气体积为

解得

设瓶内剩余氩气在压强为下的体积为

解得

设至少要压入瓶氩气，则有

解得

即至少要准备11瓶氢气。

(2)炉腔内气体的体积不变由查理定律

解得

14、 (1)；(2)

【解析】
（1）在球面上发生折射时的入射角等于发生全反射临界角时对应入射光之间的间距最大，

，

由几何关系可得

，

解得

；

（2）光路图如图所示，

由折射定律可得：

，

由题知，则

，

在三角形中，由正弦定理可得

，

由几何关系可知：

，

解得

，

所以入射角的光线经球面折射后交于的交点距的距离为

15、 (1)4.0m/s(2)0.2s(3)1.2m

【解析】
(1)设A和B共同静止下落至“相互作用区域”的速度为v1，则＝2gh，代入数据得

v1＝4.0m/s

(2)A在“相互作用区域”运动时，A受到重力mg、滑动摩擦力Ff和竖上向上的恒力F作用，设加速度大小为aA，运动时间为t，根据牛顿第二定律有

mg＋Ff－F＝maA

代入数据得

aA＝－15m/s2

由位移公式有，代入数据解得

t＝0.2s，t′＝0.33s(不符题意，舍去)

(3)设B在“相互作用区域”运动的加速度为aB，A刚离开“相互作用区域”时，圆环A和直杆B的速度分别为vA和vB，则：

mg－Ff＝maB，vB＝v1＋aBt，vA＝v1＋aAt

代入数据解得

vA＝1m/s，vB＝5m/s

此过程二者相对滑动的距离

代入数据解得

s1＝0.4m

设A离开“相互作用区域”后二者相对滑动过程的时间为t′，A的加速度为，则

二者相对滑动的距离

代入数据解得

则杆的最小长度